JPH08180851A - 湿式ガラスマット及びその製造方法 - Google Patents

湿式ガラスマット及びその製造方法

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JPH08180851A
JPH08180851A JP6322385A JP32238594A JPH08180851A JP H08180851 A JPH08180851 A JP H08180851A JP 6322385 A JP6322385 A JP 6322385A JP 32238594 A JP32238594 A JP 32238594A JP H08180851 A JPH08180851 A JP H08180851A
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JP
Japan
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glass
glass mat
glass fiber
mat
wet
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JP6322385A
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English (en)
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Hiroki Kitawaki
宏紀 北脇
Kazuo Goto
和夫 後藤
Masashi Sugiyama
昌司 杉山
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Glass Fiber Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガラスマットの地合いムラ、コストアップ、
電池性能の低下を引き起こすことなく、ガラスマットの
表面の滑り性を改善して、電池の組立加工性を向上させ
る。 【構成】 太径のガラス繊維で構成される基層と、細径
のガラス繊維で構成される表面層との積層構造を有する
湿式ガラスマット。太径のガラス繊維の層と細径のガラ
ス繊維の層とを抄き合せる。 【効果】 細径のガラス繊維の抄紙層を設けた側の表面
の滑り性が改善され、電池の組立加工性が向上する。細
径のガラス繊維は表面層のみに用いるため、細径のガラ
ス繊維を用いることによるコストアップを抑え、電池性
能の低下も防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は湿式ガラスマット及びそ
の製造方法に係り、特に、電池の組立加工性に優れる上
に電池性能の向上に有効で、かつ安価に提供される湿式
ガラスマット及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、鉛蓄電池等の液式電池におい
て、陽極活物質の脱落防止の目的で、セパレータと陽極
との間にガラスマットを配置する技術が採用されてお
り、電池性能の向上に大きく寄与している。
【0003】従来、このガラスマットとしては、平均直
径19μmのガラス繊維をアクリル樹脂で接着してなる
乾式法によるマットが使用されている。このマットは、
紡糸したガラス繊維を、軸芯方向に平行に往復動するド
ラムに巻き取り、ガラス繊維の巻き取り角度を交差させ
たロービングとし、このロービングから切断したマット
状物を展綿してガラス繊維の交差角度を広げアクリル樹
脂をスプレーすることによりフェルト状に製造されたも
のである。
【0004】しかし、この乾式法によるガラスマットは
厚みのバラツキが多いことや、使用するアクリル樹脂量
が多いなどの不具合を有することから、この乾式法によ
るガラスマットの厚みのバラツキを減らして電池の組立
作業ロスを低減すると共に、使用するアクリル樹脂量を
減らして電池の電気抵抗及び寿命を改善する目的で、最
近では、抄紙式のガラスマット(以下「湿式ガラスマッ
ト」と称する。)を使用することが試みられている。
【0005】この湿式ガラスマットは含アルカリガラス
繊維を長さ6〜50mmに切断し、界面活性剤と粘剤を
含む分散液(白水)に分散させ、湿式抄紙機にてシート
状に抄紙した後、アクリル樹脂をスプレー、含浸又はカ
ーテンコーター等にて塗布後乾燥して製造される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の湿式ガラス
マットでは次のような問題があった。
【0007】 剛性の高いガラス繊維の端面がマット
表面から突き出ているため、この突出端面が引っかかる
ことにより、滑り性が悪い。このため、合成セパレータ
と貼り合わせを行い、短冊状にする際、及び極板と合わ
せて電池を組み立てる際の組み立て加工性が悪く、製品
不良が発生する。
【0008】 滑り性の改善のためカット長の長いガ
ラス繊維を使うと、滑り性は改善されるが、ガラス繊維
の均一分散性が悪くなるため、得られるガラスマットに
地合いムラを生じる。
【0009】 細いガラス繊維を用いることにより滑
り性を向上することもできるが、細いガラス繊維は高価
であることからコストアップを招く上に、ガラスマット
のガラス繊維密度が高くなり過ぎて電気抵抗が高くな
る、充電時のガス抜けが悪くなるなど電池性能の低下を
引き起こす。
【0010】本発明は上記従来の問題点を解決し、ガラ
スマットの地合いムラ、或いは、コストアップや電池性
能の低下を引き起こすことなく、表面の滑り性を改善し
て、電池の組立加工性を向上させた湿式ガラスマットを
提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1の湿式ガラスマ
ットは、ガラス繊維を抄紙して得られる湿式ガラスマッ
トにおいて、太径のガラス繊維で構成される基層と、細
径のガラス繊維で構成される表面層とで構成されること
を特徴とする。
【0012】請求項2の湿式ガラスマットの製造方法
は、請求項1に記載の湿式ガラスマットを製造する方法
であって、太径のガラス繊維の層と細径のガラス繊維の
層とを抄き合せることを特徴とする。
【0013】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明
する。
【0014】まず、図1を参照して本発明の湿式ガラス
マットの製造方法の一実施例を説明する。
【0015】図1は本発明の湿式ガラスマットの製造に
好適な抄造装置を示す模式的構成図である。本実施例の
方法では、2台の抄紙機1,2を直列配置し、抄紙機1
で太径のガラス繊維の抄紙シート11を、また、抄紙機
2でこの抄紙シート11の一方の面に細径のガラス繊維
の抄紙シート12を抄造して抄き合せ、得られた積層シ
ート13にスプレー装置3でバインダ樹脂を塗布し、熱
風乾燥炉4で乾燥し、最後にカッター5で切断し、切断
されたガラスマット10を集積機6に受ける。
【0016】このようにして得られる本発明の湿式ガラ
スマット10は、図2に示す如く、太径ガラス繊維の抄
紙シート11に相当する基層10Bと細径ガラス繊維の
抄紙シート12に相当する表面層10Aとが抄き合わさ
れて一体化された構造を有し、基層10B側の表面10
bには、太径ガラス繊維Wの突出が見られるものの、表
面層10Aは細径ガラス繊維Sで構成されるため、その
突出は見られず、表面10aは滑らかな面となってい
る。
【0017】このような本発明の湿式ガラスマット10
を用いて電池の組み立てを行うに当り、合成セパレータ
とガラスマットとの貼り合せは、図3に示す如く、ガラ
スマット10の基層10Bの表面10b側に合成セパレ
ータ20を貼着する。
【0018】このようにして貼り合せることにより、図
4に示す如く、電池組立時において、ガラスマット10
の滑り性の良い面10aが表出することとなり、電池組
立時のスタッカー性が良くなる。しかも、細径ガラス繊
維よりなるガラスマット10の緻密な表面層10A側が
極板の活物質に当接するようになり、活物質を安定に保
持して活物質の脱落を防止する効果も得られる。
【0019】図5は、合成セパレータ20とガラスマッ
ト10との貼り合せ工程の一実施例を説明する模式的構
成図である。図示の如く、合成セパレータ20のロール
体21から合成セパレータ20を送り出し、スプレーノ
ズル22よりホットメルト樹脂をスプレーした後、前述
の抄造装置から集積機6に積載して搬送されたガラスマ
ット10と積層してロール23で圧着し、カッター24
で切断してガラスマット/合成セパレータ貼り合せ品2
5を得る。
【0020】なお、本発明において、太径のガラス繊維
としては、平均繊維16〜23μmで、平均繊維長さが
13〜50mm程度のものを用いることができ、このよ
うな太径のガラス繊維は、厚み0.6mmに対し目付が
57〜96g/m2 となるように抄造するのが好まし
い。この太径ガラス繊維の平均繊維径が23μmを超え
ると作業時の刺激が増え、16μm未満ではコストアッ
プと電気抵抗上昇を引き起こす。また、この太径ガラス
繊維の抄紙層、即ち基層の目付が57g/m2 未満では
細径ガラス繊維が増えてガス抜け不良が生じ、96g/
2 を超えると細径ガラス繊維部が減って滑り向上効果
が減少する。
【0021】一方、細径のガラス繊維としては、平均繊
維8〜14μmで、平均繊維長さが6〜25mm程度の
ものを用いることができ、このような細径のガラス繊維
は、目付が5〜20g/m2 となるように抄造するのが
好ましい。この細径ガラス繊維の平均繊維径が14μm
を超えると表面層の滑り性の改善を図ることができず、
8μm未満ではコストアップ及び高密度化を引き起こ
す。また、この細径ガラス繊維の抄紙層、即ち表面層の
目付が5g/m2 未満では滑り性の向上効果が十分でな
い上に、低密度すぎて抄紙が困難である。逆に、目付が
20g/m2 を超えると緻密化がすすみ、電気抵抗が高
くなり、また、電池のガス抜けも悪くなる。
【0022】本発明においては、細径のガラス繊維より
なる表面層を全体の5〜20%程度に、また、太径のガ
ラス繊維よりなる基層を全体の80〜95%程度に形成
するのが好ましい。
【0023】なお、アクリル樹脂等のバインダー樹脂の
含浸量は、ガラス繊維重量に対して8〜16重量%程度
とするのが好ましい。
【0024】本発明の湿式ガラスマットにおいて、細径
のガラス繊維で構成される表面層はガラスマットの両面
に設けることも可能ではあるが、一般にはガラスマット
の一方の面にのみ設ければ十分である。
【0025】
【作用】図6に示す如く、太径のガラス繊維Wのみを用
いた従来の湿式ガラスマット30は、その両面にガラス
繊維Wの突出があり滑り性が悪い。このガラス繊維の突
出を防止して滑り性を良くするために、長いガラス繊維
を用いるとガラスマットの地合いムラを生じ、また、細
径のガラス繊維を用いた場合には、コストアップや電池
性能の低下を引き起こす。
【0026】本発明においては、太径のガラス繊維の層
と細径のガラス繊維の層とを抄き合せて、太径のガラス
繊維の抄紙層よりなる基層の表面に細径のガラス繊維の
抄紙層よりなる緻密な表面層を形成する。
【0027】このため、図2に示す如く、細径のガラス
繊維Sの抄紙層(10A)を設けた側の表面10aの滑
り性が改善され、電池の組立加工性が向上する。
【0028】しかも、この細径のガラス繊維は表面層の
みに用いるため、細径のガラス繊維を用いることによる
コストアップを抑えることができ、また、電池性能の低
下も防止することができる。
【0029】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。
【0030】なお、実施例及び比較例における各種物性
及び特性の測定方法は次の通りである。
【0031】 目付:JISP8124による。試験
片寸法を測定後、質量を計量して次式で計算する。 目付:試験片質量(g)÷試験片面積(m2 ) 厚み:JISC2323による。20Kg/100
cm2 の加圧がかかるダイヤルゲージ又は同等の測定治
具にて測定を行う。 密度:目付÷厚み÷1000にて算出。 滑り性:湿式ガラスマットと合成セパレータをホッ
トメルト樹脂又はゴム系接着剤で貼り合わせた試料を準
備する。100mm×100mmの試料を2枚採取し、
測定台の上に一方の試料を敷き、その端縁に幅10mm
に5Kgの押さえ用の重しを載せる。他方の試料をその
上に敷き(2枚の試料の重なり面積は90mm×100
mm)、更にベーク板(100mm×100mm)を敷
いてその上に荷重をかける。間に挟まれた試料をプッシ
ュプルゲージを介して引っ張り、試料が動き始めた時の
プッシュプルゲージの荷重を読む。 電気抵抗:JISC2313に準じる。
【0032】 ガス抜け性:5cm×5cmの鉛板3
1を2枚と湿式ガラスマット試料32を準備し、これを
図7に示す如く、透明アクリル樹脂容器33にセット
し、比重1.28の希硫酸34をいれ、5Aの電流を流
す。電流を流す前の液面と流した後の液面を測定し、差
の大きいものから順に下記ランク付けで評価した。
【0033】○=差が少ない(ガス抜けが良い) △=○と×の間 ×=差が大きい(ガス抜けが悪い) 実施例1 図1に示す抄造装置により、本発明の湿式ガラスマット
を製造した。なお、抄紙機としてはサンディヒル社製の
ロトフォーマー抄紙機2台を用いた。
【0034】太径ガラス繊維として、平均直径19μm
でカット長50mmの含アルカリガラス繊維を用い、細
径ガラス繊維として平均直径11μmでカット長20m
mの含アルカリガラス繊維を用い、各々、粘剤、分散剤
を含む抄紙白水中で分散させた(以下、太径ガラス繊維
を分散させた抄紙白水を「原料A」と称し、細径ガラス
繊維を分散させた抄紙白水を「原料B」と称す。)。
【0035】この原料Aを抄紙機1に、原料Bを抄紙機
2に各々仕込み、抄紙、抄き合せした後、アクリル樹脂
をガラス繊維重量に対して13重量%の割合で付着させ
乾燥後切断した。
【0036】得られたガラスマットの目付、厚みは表1
に示す通りである。なお、太径のガラス繊維よりなる基
層の目付は74g/m2 ,厚さは約0.5mmであり、
細径のガラス繊維よりなる表面層の目付は10g/m
2 、厚さは約0.1mmであった。
【0037】このガラスマットは、図2に示す如く、基
層側にはガラス繊維の突出があったが、表面層側は滑ら
かであった。
【0038】得られたガラスマットの各種物性/及び特
性の測定結果を表1に示す。
【0039】比較例1 平均直径19μmでカット長50mmの含アルカリガラ
ス繊維のみを用いて、1台の抄紙機にて実施例1と同様
の方法で湿式ガラスマットを作成した。
【0040】得られたガラスマットの目付は81g/m
2 で、厚みは0.60mmであり、このガラスマット
は、図6に示す如く、両表面にガラス繊維の突出がみら
れた。
【0041】得られたガラスマットの各種物性/及び特
性の測定結果を表1に示す。
【0042】比較例2 平均直径16μmでカット長30mmの含アルカリガラ
ス繊維を用いて比較例1と同様の方法で湿式ガラスマッ
トを作成した。
【0043】得られたガラスマットの各種物性/及び特
性の測定結果を表1に示す。
【0044】比較例3 平均直径13μmでカット長18mmの含アルカリガラ
ス繊維のみを用いて比較例1と同様の方法で(ただし、
バインダー付着量はガラス繊維に対して12重量%)湿
式ガラスマットを作成した。
【0045】得られたガラスマットの各種物性/及び特
性の測定結果を表1に示す。
【0046】
【表1】
【0047】表1より、本発明の湿式ガラスマットは、
滑り性が良好でしかも電気抵抗が小さく、ガス抜け性に
も優れたガラスマットであることが明らかである。
【0048】これに対して、太径のガラス繊維のみを用
いた比較例1では、電気抵抗,ガス抜け性は良好である
が滑り性が著しく劣る。
【0049】比較的細径のガラス繊維のみを用いた比較
例3では、滑り性は良好であるが電気抵抗が大きく、ま
たガス抜け性も悪い。しかも、この場合は高価なガラス
繊維によるコストアップの問題もある。
【0050】中細径のガラス繊維のみを用いた比較例2
では、滑り性、電気抵抗、ガス抜け性のいずれにおいて
も十分な結果は得られない。
【0051】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の湿式ガラス
マット及びその製造方法によれば、表面の滑り性が良好
で電池組立加工性に優れる上に、高性能の電池を得るこ
とができ、しかも安価なガラスマットが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の湿式ガラスマットの製造に好適な抄造
装置を示す模式的構成図である。
【図2】本発明の実施例に係る湿式ガラスマットの断面
を模式的に示す図である。
【図3】本発明の湿式ガラスマットと合成セパレータと
の貼り合せ方法を示す模式図である。
【図4】電池の組立時のガラスマット/合成セパレータ
貼り合せ品の積層方法を示す模式図である。
【図5】ガラスマット/合成セパレータ貼り合せ品の製
造方法の一例を示す模式的構成図である。
【図6】従来の湿式ガラスマットの断面を模式的に示す
図である。
【図7】湿式ガラスマットのガス抜け性の測定方法を示
す模式図である。
【符号の説明】
1,2 抄紙機 3 スプレー装置 4 熱風乾燥炉 5 カッター 6 集積機 10 ガラスマット 10A 表面層 10B 基層 20 合成セパレータ 25 ガラスマット/合成セパレータ貼り合せ品 W 太径ガラス繊維 S 細径ガラス繊維
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 D21H 27/30 13/40 D21H 5/00 G

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス繊維を抄紙して得られる湿式ガラ
    スマットにおいて、太径のガラス繊維で構成される基層
    と、細径のガラス繊維で構成される表面層とで構成され
    ることを特徴とする湿式ガラスマット。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の湿式ガラスマットを製
    造する方法であって、太径のガラス繊維の層と細径のガ
    ラス繊維の層とを抄き合せることを特徴とする湿式ガラ
    スマットの製造方法。
JP6322385A 1994-12-26 1994-12-26 湿式ガラスマット及びその製造方法 Pending JPH08180851A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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